Трамваи поедут на водороде

74

«Горэлектротранс» начал строительство макета инновационного вагона

Хотя испытания трамвая на водородных топливных элементах начнутся в сентябре этого года, но уже сегодня в производственном депо Трамвайного парка № 1 шумно – здесь, как всегда, кипит работа. Среди обычных вагонов, находящихся на разной стадии ремонта и модернизации, застыл привычный горожанам ЛМ-68М2. Салон вагона разобран, в конструкцию вносятся серьезные изменения. Рядом с трамваем – внушительного вида объект. Возможно, так выглядит будущее общественного транспорта.

Стоит отметить – подобные технологии в нашей стране признаны стратегически важными. Главная задача, которую ставят перед собой разработчики из «Горэлектротранса», ЦНИИ СЭТ и ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (автор топливных элементов и технологии), – демонстрация целесообразности и перспективности применения на городском транспорте энергоустановок на водородных топливных элементах. Если проект окажется успешным, технологию собираются взять на вооружение и РЖД.

Почему трамвай?

Всем известно, трамвай питается от контактной сети. Но мы не задумываемся, что все элементы ее инфраструктуры довольно дороги. Например, тяговые подстанции, которые находятся через каждые два километра, стоят около ста миллионов рублей каждая, строительство одного километра сети обходится примерно в восемь миллионов рублей. То есть на самом деле трамвай – удовольствие недешевое.

– По сути, проект родился исходя из соображений экономии. По предварительным расчетам, экономия затрачиваемой электроэнергии составит 30 – 50 процентов, если же учитывать то, что для подобных вагонов не потребуется строить контактную сеть с тяговыми подстанциями, экономия дойдет и до 60 процентов, – рассказывает советник директора – начальник службы технической политики петербургского «Горэлектротранса» Сергей Китаев. – Только представьте: подобные линии смогут соединить Петербург и область, наладят надежное транспортное сообщение с городами-спутниками.

Но все же не стоит забегать вперед: пока что перед нами стоит пустой вагон, а инженерам только предстоит «подружить» его тяговый привод и электрохимический генератор, ключевым элементом которого является батарея.

Водородная энергетика

Как же все это работает? Пожалуй, для начала расскажем о принципе работы самой батареи. Номинальная мощность агрегата – 50 кВт, в режиме перегрузки он способен выдать 100 кВт. Габариты изделия – 1200 на 500 мм, вес 500 кг, предположительный ресурс – пять лет.

– В этой батарее происходит известная нам со школьного курса химическая реакция: соединение водорода с кислородом. По патрубкам в изделие с одной стороны подается водород, с другой стороны – воздух, в итоге компоненты «разбегаются» по топливным элементам. В результате реакции генерируется электрический ток, а в качестве «выхлопа» – вода и тепло, никакого углекислого газа, – рассказывает Игорь Ланд­граф, заместитель директора ЦНИИ СЭТ по направлению водородной энергетики.

Поскольку водород хранится в газовых баллонах под давлением и размещаться они будут на подвижном составе, то закономерен вопрос об их безопасности. Однако, по словам специалиста, поводов для опасений нет.

– В России водородные технологии применяются на морских объектах уже сорок лет, и за это время наработан необходимый опыт для обеспечения пожаровзрывобезопасности, – поясняет Игорь Казимирович.

Видно, что вагон внутри значительно переделали: снята часть сидений, полностью освобождена задняя площадка. Все это место займут силовая установка и баллоны с запасом водорода. Однако разработчики подчеркивают, что это всего лишь макет – вся компоновка агрегатов выполнена нарочито просторно для облегчения обслуживания и наблюдения во время испытаний. Более того, сами водородные батареи обещают сделать куда более компактными.

– Для того чтобы стронуть трамвай с места, потребуется мощный импульс – тут будут срабатывать суперконденсаторы. После набора определенной скорости они отключаются – и движение происходит на водородных элементах. Затем система будет аккумулировать энергию торможения, заряжая суперконденсаторы. Между тем тепловая энергия, выделяемая батареей, будет согревать вагон зимой, а с помощью теплового насоса охлаждать летом. По сути, трамвай будет обеспечивать себя всем сам, – рассказывают разработчики.

И чем же все это лучше электробусов? Ответ прост: транспорт на батареях необходимо заряжать, срок их службы ограничен, утилизация не самая простая. На заправку баллонов трамвая будет уходить всего 3 – 5 минут, километраж зависит от количества баллонов, и утилизировать ничего не требуется.

Как заправить

– У нас есть технология, которая позволит из природного газа получать водород прямо в трамвайном парке. К специальной колонке будет подходить труба с природным газом, а также водяной пар с температурой примерно 600 градусов, – рассказывает Игорь Ландграф. – В результате будет образовываться так называемый синтез-газ: смесь водорода, СО2, метана и водяного пара, из которого с помощью специальных элементов на основе палладия и будет выделяться водород. Кстати, никто в мире еще не смог в одной установке объединить генерацию синтез-газа и выделение из него водорода.

Испытания будут проводиться преимущественно в ночное время, с отключенной контактной сетью. «Водородный трамвай» будет колесить по Московскому проспекту, Благодатной улице – словом, везде, где проходят пути Первого трамвайного парка. По предположительным оценкам, испытания займут не более месяца.

Существующие вагоны переоборудовать специально не будут: слишком дорого получится, ведь нынешний ЛМ-68 взят за платформу разработчиками исключительно из-за простоты конструкции. Дальше планируется построить новые вагоны, специально спроектированные непосредственно под применение водородной технологии. В перспективе – при наличии интереса и инвестиций – город получит водородный трамвай через 4 – 5 лет.


Фото Татьяны ГОРД

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью: 
Please enter your comment!
Please enter your name here